JPH05273137A - 表面欠陥検査装置 - Google Patents

表面欠陥検査装置

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JPH05273137A
JPH05273137A JP4100596A JP10059692A JPH05273137A JP H05273137 A JPH05273137 A JP H05273137A JP 4100596 A JP4100596 A JP 4100596A JP 10059692 A JP10059692 A JP 10059692A JP H05273137 A JPH05273137 A JP H05273137A
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JP
Japan
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detection
optical system
glass substrate
scattered light
light
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Withdrawn
Application number
JP4100596A
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English (en)
Inventor
Masayoshi Tsuchiya
政義 土屋
Shinya Iida
進也 飯田
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Sigma Tech Co Ltd
Original Assignee
Sigma Tech Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】透明平板材料の表面のみに存在する微粒子やキ
ズ等の異物を高精度で検出し、裏面からの散乱光の誤検
出を防止する。 【構成】ガラス基板Gの表面Sに検出光を照射し、表面
Sに存在する異物Dによる散乱光L2を検出用光学系1
4により検出して異物Dを欠陥として検出する表面欠陥
検査装置において、表面S上で検出光Lが照射される検
出位置Pよりも前方であってこの検出位置Pに異物が存
在した場合にその散乱光L2を検出可能な位置であり、
かつ、表面Sに対しガラス基板Gの全反射の臨界角θc
により区画される範囲内に検出用光学系14を配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス基板のような透
明平板材料の表面に存在する微粒子(塵)やキズ、ヒビ
等(以下、これらをまとめて異物という)による欠陥を
検出するための表面欠陥検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、半導体製造工程では、シ
リコンウェハ表面の異物による欠陥を除去するため、極
めて厳密な研磨工程及び洗浄工程が要求される。この洗
浄工程において、ウェハ表面の微粒子を検出するために
従来から様々な表面欠陥検査装置が提案されている。
【0003】図4はこの種の検査装置の第1の従来技術
を原理的に示したものである。図において、Sは検査す
るべきシリコンウェハの表面、Dは表面Sに存在する異
物、Lはレーザ光源(図示せず)から照射されるレーザ
検出光、11,12はレンズ、13はホトトランジスタ
等からなるホトデテクタである。ここで、レーザ検出光
は例えば0.5mm径のビームに制御されている。その
測定原理としては、仮りに表面Sに異物Dが存在しなけ
れば、レーザ検出光Lは表面Sから所定の反射角にてL
1のように反射するだけであるが、異物Dが存在する場
合には異物Dによる散乱光L2が発生する。従って、例
えば検出位置の上方にレンズ11,12及びホトデテク
タ13を配置しておけば上記散乱光L2を検出でき、換
言すれば異物Dを検出することができる。
【0004】図5も、同一の原理に基づく第2の従来技
術である。この例では、検査箇所の真上からレーザ検出
光Lを照射し、異物Dによる散乱光L2を斜め上方のレ
ンズ11,12及びホトデテクタ13により検出するも
のである。なお、図4、図5に示した検査装置により検
出可能な異物Dの直径は、製品の歩留まりを考慮して
0.1μm、0.3μm、0.5μm等となっている。
また、レーザ光源やレンズ11,12、ホトデテクタ1
3等からなる検出用光学系は表面S上を一定の速度でス
キャン可能であり、これによって表面Sの全域につき欠
陥を検査できるように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年ではパネル
型ディスプレイの製造技術が飛躍的に進歩しつつある。
周知のように液晶パネルやEL(エレクトロルミネセン
ス)パネル、PD(プラズマディスプレイ)パネルのご
とくガラス基板上に電極を形成する構造のものにおいて
は、前述の半導体ウェハと同様にガラス基板表面に欠陥
がないことが要請される。ここで、図4、図5に示した
検査装置をウェハの検査に用いる場合には、ウェハが不
透明であるためその表面Sに照射したレーザ検出光Lが
ウェハ内部を透過することはない。しかるに、これらの
検査装置をガラス基板表面の欠陥検査に転用した場合、
レーザ検出光Lが透明なガラス基板内を透過し、その裏
面に付着している種々の異物からの散乱光まで表面側の
ホトデテクタ13により検出してしまう場合がある。
【0006】この不都合はガラス基板が薄いほど生じ易
く、液晶パネルのようにガラス基板が0.7mmほどの
薄さである場合には、ホトデテクタによって検出してい
る散乱光がガラス基板表面の異物によるものなのか、あ
るいは裏面の異物によるものなのか判別できず、正確な
検査は不可能であった。このため、例えば400mm×
400mm程度の大きさのガラス基板に対しては有効な
表面欠陥検査手段がなく、未だに目視による検査に頼ら
ざるを得ない現状である。本発明は上記問題点を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、ガ
ラス基板等の透明平板材料の表面に存在する異物による
欠陥のみを高精度で検出することができる表面欠陥検査
装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、透明平板材料の表面に検出光を照射し、
前記表面に存在する異物による散乱光を検出用光学系に
より検出して前記異物を欠陥として検出する表面欠陥検
査装置において、前記表面上で検出光が照射される検出
位置よりも前方であってこの検出位置に異物が存在した
場合にその散乱光を検出可能な位置であり、かつ、表面
に対し前記透明平板材料の全反射の臨界角近傍以内の範
囲に検出用光学系を配置するものである。
【0008】
【作用】本発明によれば、検出用光学系を上述したよう
な特定の位置に配置するため、透明平板材料の裏面に存
在する異物からの散乱光が検出用光学系に入射すること
はない。従って、検出用光学系により検出されるのは、
ほぼ表面の異物による散乱光のみとなる。
【0009】
【実施例】以下、図に沿って本発明の一実施例を説明す
る。まず、図2は本発明の原理を示すものである。Gは
透明平板材料としてのガラス基板であり、このガラス基
板Gの表面S上の位置P1に図示されていないレーザ光
源からレーザ検出光Lが入射角θ1で入射したとする。
なお、L1は位置P1からの反射光である。いま、位置P
1に異物が存在したとすると(以下、便宜上、異物につ
いてもその位置と同符号を用いる)、前述の図4と同様
の原理により、検出用光学系を適宜な位置に配置するこ
とによって異物P1による散乱光を検出することができ
るため、異物P1の検出が可能である。
【0010】一方、レーザ検出光Lが屈折角θ2でガラ
ス基板G内を透過したとし、そのとき、レーザ検出光L
が通過する裏面S´の位置P2にも異物があったとする
と、その異物P2による散乱光がガラス基板G内を介し
て表面Sの光学系側に透過する。従って、検出用光学系
の位置によっては、この裏面S´の異物P2による散乱
光も検出してしまう恐れがある。そこで本発明では、裏
面S´の異物P2による散乱光が全反射する臨界角θc
を考慮して検出用光学系を特定の位置に配置することと
した。
【0011】図1は本発明の一実施例を示しており、図
2と同一の構成要素には同一符号を付してある。なお、
図1において、14はレンズ11,12及びホトデテク
タ13からなる検出用光学系を示す。ここで、レンズ1
1,12としては非球面レンズが用いられている。ま
た、ホトデテクタ13としては例えばシリコンホトダイ
オード等のソリッドステート受光素子や、ホトマル等で
あればよい。集光方式としては、レンズの他に楕円ミラ
ーや光ファイバ等を用いたものであってもよい。レーザ
光源としては、He−Neレーザ等のガスレーザ、半導
体レーザ及びYAGレーザ等の複合素子レーザ等、その
種類を問わない。更に、上記光源や検出用光学系14の
種類はあくまで例示的なものであり、本発明はこれら以
外の光源や検出用光学系を用いる場合も含むものであ
る。なお、ガラス基板Gの厚さは0.7mm、屈折率n
=1.5であり、その全反射の臨界角θcは41.8°
である。
【0012】本実施例では、前述の原理に基づき、ガラ
ス基板Gの表面S上でレーザ検出光Lが照射される検出
位置Pよりも前方であってこの検出位置Pに異物Dが存
在した場合にその散乱光を検出可能な位置であり、か
つ、表面Sに対しガラス基板Gの全反射の臨界角θc近
傍以内の範囲に検出用光学系14を配置するようにした
ものである。
【0013】このような範囲に検出用光学系14を配置
することにより、ガラス基板Gの裏面S´の異物による
散乱光であってガラス基板Gを表面S方向に透過したも
ののうち、臨界角θc以下の角度で表面Sに達したもの
は表面Sの外部に漏れ出すが、臨界角θc近傍以内の範
囲にある検出用光学系14には入射しない。また、臨界
角θc以上の角度で表面Sに達したものは、図2にL3
で示すようにガラス基板G内で全反射を繰り返しながら
その端面方向に進んでいき、やはり検出用光学系14に
は入射しないことになる。
【0014】従って、検出用光学系14が裏面S´の異
物を誤検出する恐れは極めて小さくなり、表面Sに存在
する異物Dのみを検出可能となる。なお、検出用光学系
14による検出信号(パルス)の個数は異物の個数を示
し、振幅は異物の大きさ(粒径)を示す。検出用光学系
14の出力信号はマイコンによって処理され、必要に応
じてプリンタやディスプレイにより異物の個数や大きさ
が印字ないし表示される。
【0015】本実施例において、レーザ光源と検出用光
学系14との位置関係は一定であるため、これらを同一
フレームに固定して一体的に移動させ、ガラス基板Gの
表面Sの全域をスキャンするようにすればよい。ここ
で、本実施例が適用されるガラス基板Gの大きさは例え
ば400mm四方から100mm四方であり、スキャン
速度としては80mm/秒程度に設定するとよい。ま
た、場合によってはレーザ光源及び検出用光学系14を
固定しておき、ガラス基板Gを水平方向に移動させても
よい。
【0016】図3は、本実施例の概略的な構造の一例を
示すもので、図において15はレーザ光源、16は検出
用光学系14及びレーザ光源15の駆動部、17はハウ
ジング、18は開閉可能なメクラ板である。この装置全
体はクリーンルームのクリーンブース内に設置されるも
のであるが、図示するように、ガラス基板Gの検査する
べき表面Sを下方に向けてセットすることにより、浮遊
ダストや駆動部16等により発生する塵が表面Sに付着
するのを防止することができる。また、ガラス基板G等
にはセッティング時にたわみが生じるため、図示しない
が、基板Gのコーナー部を真空吸着する等の手段により
基板Gにテンションを加えれば、上記たわみを除去する
ことが可能であり、測定精度を向上させることができ
る。
【0017】更に、本実施例ではレーザ検出光Lのビー
ム径を例えば10mm,1.2mm,0.5mmという
ように選択することができ、各ビーム径につき直径が
1.0μm,0.5μm,0.3μmの異物を検出する
ことができる。このようにビーム径が小さいほど微細な
異物の検出が可能となるが、その反面、表面Sの全域を
スキャンするのに要する時間が長くなるため、これら両
者の兼ね合いでビーム径等を設定することが望ましい。
【0018】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、検出用光
学系を所定の範囲内に配置して透明平板材料の裏面に存
在する異物からの散乱光を誤検出しないようにしたた
め、ガラス基板等の表面に存在する微粒子、キズ、ヒビ
等の個数や大きさを高精度で検出することができる。従
って、通常は20〜30%といわれるこの種のガラス基
板の歩留まりを大幅に向上させることが可能であり、液
晶パネル等のコスト低減にも寄与することができる。ま
た、従来装置に新たに付加する部材も特になく、極めて
低コストで提供できる等の効果がある。なお、本発明は
ガラス基板ばかりでなく、プラスチック基板等の透明材
料のほか、薄膜を形成したシリコンウェハ等に対しても
適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の原理を示す説明図である。
【図3】実施例の概略的な構造の一例を示す説明図であ
る。
【図4】第1の従来技術を示す原理図である。
【図5】第2の従来技術を示す原理図である。
【符号の説明】
11,12 レンズ 13 ホトデテクタ 14 検出用光学系 15 レーザ光源 16 駆動部 17 ハウジング 18 メクラ板 G ガラス基板 S 表面 S′ 裏面 L レーザ検出光 L1 反射光 L2 散乱光 D 異物 P 検出位置 θc 臨界角

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明平板材料の表面に検出光を照射し、
    前記表面に存在する異物による散乱光を検出用光学系に
    より検出して前記異物を欠陥として検出する表面欠陥検
    査装置において、 前記表面上で検出光が照射される検出位置よりも前方で
    あってこの検出位置に異物が存在した場合にその散乱光
    を検出可能な位置であり、かつ、表面に対し前記透明平
    板材料の全反射の臨界角近傍以内の範囲に検出用光学系
    を配置することを特徴とする表面欠陥検査装置。
JP4100596A 1992-03-26 1992-03-26 表面欠陥検査装置 Withdrawn JPH05273137A (ja)

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JP4100596A JPH05273137A (ja) 1992-03-26 1992-03-26 表面欠陥検査装置

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JP4100596A JPH05273137A (ja) 1992-03-26 1992-03-26 表面欠陥検査装置

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JPH05273137A true JPH05273137A (ja) 1993-10-22

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ID=14278253

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JP4100596A Withdrawn JPH05273137A (ja) 1992-03-26 1992-03-26 表面欠陥検査装置

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020040582A (ko) * 2000-11-22 2002-05-30 구사마 사부로 액정 패널의 평가 방법 및 평가 장치
JP2011076669A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Hitachi High-Technologies Corp 磁気ディスクの両面欠陥検査方法及びその装置
JP2011096305A (ja) * 2009-10-28 2011-05-12 Hitachi High-Technologies Corp 光学式磁気ディスク両面欠陥検査装置及びその方法
JP2011137721A (ja) * 2009-12-28 2011-07-14 Hitachi High-Technologies Corp 光学式磁気ディスク欠陥検査方法及びその装置
KR20110097182A (ko) 2010-02-25 2011-08-31 가부시끼가이샤 야마나시 기쥬쯔 고오보오 이물질 검사 장치 및 검사 방법
CN111007016A (zh) * 2019-12-09 2020-04-14 暨南大学 一种检测透明材料表面微小颗粒杂质的装置及使用方法

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Effective date: 19990608